WO2010097990A1 - ジャーナル軸受 - Google Patents

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脇　勇一朗
中野　隆
真吾 山末
慎吾 田中
貝漕　高明
一晴 廣川
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三菱重工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a journal bearing used in a rotary machine such as a steam turbine, a gas turbine, a blower, and a compressor.
  • a plurality of (for example, four) pads are disposed along the circumferential direction inside the radial direction of the carrier ring (more specifically, inside the radial direction of the upper half carrier ring (upper half of the main body)
  • a journal bearing has been proposed in which a total of eight fueling nozzles are arranged, one each at each end of each pad.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and can reduce the amount of lubricating oil released (supplied) between the outer peripheral surface of the rotary shaft and the inner peripheral surface of the pad, and the outer periphery of the rotary shaft
  • An object of the present invention is to provide a journal bearing capable of reducing the stirring loss between the surface and the inner circumferential surface of the pad and reducing the bearing loss.
  • the journal bearing according to the present invention is a journal bearing rotatably bearing-supporting a rotary shaft, comprising: a carrier ring having an upper carrier ring and a lower carrier ring; and a radial direction of the lower carrier ring A plurality of pads spaced inside and a plurality of pads which receive the load of the rotation shaft, and a plurality of pad stops which are respectively disposed at both ends in the circumferential direction of each pad to restrain the movement of each pad in the circumferential direction
  • the pad stops other than the pad stop located at the rearmost side in the axial rotation direction of the rotation shaft among the pad stops are lubricated between the outer peripheral surface of the rotation shaft and the inner peripheral surface of the pad. It has a function as a refueling nozzle for releasing oil.
  • the number of pad stops having the function as a refueling nozzle for releasing (supplying) lubricating oil between the outer peripheral surface of the rotary shaft and the inner peripheral surface of the pad is less than half the conventional number.
  • the amount of lubricating oil discharged (supplied) between the outer peripheral surface of the rotary shaft and the inner peripheral surface of the pad is reduced (for example, reduced by 35%).
  • journal bearing it is more preferable that the same amount of lubricating oil be discharged from a pad stop having a function as a refueling nozzle.
  • journal bearing since it is not necessary to adjust (set) the amount of oil for each pad stop (fueling nozzle), the structure and the structure can be simplified, and the manufacturing cost can be reduced. be able to.
  • the pad stop located at the rearmost side in the axial rotational direction of the rotary shaft releases a smaller amount of lubricating oil than the other pad stops so as to cool the lubricating oil in the bearing. It is further preferred that it is configured.
  • journal bearing while the amount of lubricating oil supplied as a whole is reduced, the oil temperature can be kept low and the soundness of the bearing can be maintained.
  • the rotary machine according to the present invention comprises a journal bearing capable of reducing (for example, reducing by 35%) the amount of lubricating oil released (supplied) between the outer peripheral surface of the rotating shaft and the inner peripheral surface of the pad. doing.
  • the rotary machine according to the present invention it is possible to reduce the stirring loss between the outer peripheral surface of the rotary shaft and the inner peripheral surface of the pad in a horizontally installed rotary machine in which the bearing load acts only downward. Bearing loss can be reduced.
  • FIG. 1 It is a front view of a journal bearing concerning one embodiment of the present invention. It is AA arrow sectional drawing of FIG. It is a BB arrow sectional view of FIG.
  • FIGS. 1 to 3 is a front view of a journal bearing according to the present embodiment
  • FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 1
  • FIG. 3 is a sectional view taken along the line BB of FIG.
  • the journal bearing 10 includes a carrier ring 11, a guide metal 12, a plurality of (two in the present embodiment) pads 13, and a plurality of (four in the present embodiment) fueling nozzles (pads)
  • the stop (14) and one pad stop (stopper) 15 are the main components.
  • Carrier ring 11 includes upper half carrier ring 16 and lower half carrier ring 17, and upper half carrier ring 16 and lower half carrier ring 17 are connected via joint bolts (not shown). Are connected.
  • two guide metals 12 are arranged in line in the axial direction, and as shown in FIGS. 1 and 2, the outer peripheral surface is in contact with the inner peripheral surface of upper half carrier ring 16.
  • the upper half carrier ring 16 is fixed to the radially inner side of the carrier ring 16 via a bolt (not shown).
  • the guide metal 12 does not support the load of the rotor shaft (rotational shaft) 20 but merely prevents the rotor shaft 20 from jumping up.
  • the pad 13 includes an upstream pad 13 a located on the front side in the axial rotation direction of the rotor shaft 20 and a downstream pad 13 b located on the rear side in the axial rotation direction of the rotor shaft 20.
  • the upstream pad 13a and the downstream pad 13b are arranged side by side along the circumferential direction, and are made of, for example, W87 (white metal) or S25C.
  • the outer circumferential surface of the upstream side pad 13a and the downstream side pad 13b is in contact with the inner circumferential surface of the lower half carrier ring 17, and a predetermined gap is formed between the upstream side pad 13a and the downstream side pad 13b. It is mounted radially inward of the lower carrier ring 17 as it is provided.
  • These pads 13a and 13b have a tilting mechanism.
  • the oil supply nozzle 14 releases (supplys), for example, lubricating oil supplied from the bottom side between the outer peripheral surface of the rotor shaft 20 (see FIG. 2) and the inner peripheral surface of the pad 13, and guides
  • a nozzle 14c and a (fourth) fueling nozzle 14d disposed at one end of the downstream side pad 13b (the upstream end located on the front side in the axial direction of the rotor shaft 20) are provided.
  • the same amount of lubricating oil is discharged from each of the fueling nozzles 14a, 14b, 14c, 14d, that is, 25% of the total flow rate from each of the fueling nozzles 14a, 14b, 14c, 14d.
  • Corresponding lubricating oils are supplied equally.
  • the fueling nozzles 14b, 14c and 14d each have a function as a pad stop (stopper), and the upstream side pad 13a is restricted (restricted) in the circumferential movement by the fueling nozzles 14b and 14c, and the downstream side
  • the movement of the pad 13 b in the circumferential direction is restricted (restricted) by the fueling nozzle 14 d and the pad stop 15.
  • axial movement of the upstream side pad 13a and the downstream side pad 13b is restricted (restricted) by the side plates 22 fixed to both end faces of the lower half carrier ring 17 via set screws (not shown).
  • the refueling nozzle is not limited to one configured integrally with the pad stop, and the refueling nozzle and the pad stop may include one configured as another structure in close proximity.
  • the oil supply nozzles 14 a, 14 b, 14 c, 14 d for discharging the lubricating oil between the outer peripheral surface of the rotor shaft 20 and the inner peripheral surface of the pad 13 are one end of the guide metal 12.
  • the oiling nozzles 14a, 14b, 14c, 14d are less than half the conventional ones, and the outer peripheral surface of the rotor shaft 20 and the pads
  • the amount of lubricating oil released to the inner peripheral surface of 13 will be reduced (for example, reduced by 35%).
  • the stirring loss between the outer peripheral surface of the rotor shaft 20 and the inner peripheral surface of the pad 13 can be reduced, and the bearing loss can be reduced.
  • the journal bearing 10 which concerns on this embodiment, the lubricating oil of the same quantity is discharged
  • the lubricating oil of the same quantity is discharged
  • lubricating oil corresponding to 50% of the total flow rate may be supplied from the fueling nozzle 14b by eliminating (noting) the fueling nozzle 14a.
  • the pad stop 15 is configured not to be refueled in order to reduce the amount of lubricating oil.
  • the pad stop 15 may be provided with a refueling nozzle for refueling. By setting it as such a structure, it can utilize as a low temperature spray which the temperature of oil falls.

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Abstract

　回転軸の外周面とパッドの内周面との間に放出（供給）される潤滑油量を減少させ、回転軸の外周面とパッドの内周面との間における攪拌損失を減少させて、軸受損失を減少させる。下半部キャリアリング（１７）の半径方向内側に間隔をあけて配置され、回転軸の荷重を受ける複数のパッド（１３ａ，１３ｂ）と、各パッド（１３ａ，１３ｂ）の周方向における両端部にそれぞれ配置されて、各パッド（１３ａ，１３ｂ）の周方向への移動を拘束する複数のパッドストップ（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１５）とを備え、パッドストップ（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１５）のうち、回転軸の軸回転方向において最も後側に位置するパッドストップ（１５）以外のパッドストップ（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ）は、回転軸の外周面とパッド（１３ａ，１３ｂ）の内周面との間に潤滑油を放出する給油ノズルとしての機能を備えている。

Description

ジャーナル軸受
　本発明は、蒸気タービン、ガスタービン、送風機、圧縮機等の回転機械に用いられるジャーナル軸受に関するものである。
　蒸気タービン、ガスタービン、送風機、圧縮機等の回転機械に用いられるジャーナル軸受としては、例えば、特許文献１に開示されたものが知られている。
実開昭６３－１３２１１４号公報
　また、近年では、キャリアリングの半径方向内側に、周方向に沿って複数（例えば、４個）のパッドを配置（より詳しくは、上半部キャリアリング（本体上半部）の半径方向内側に、周方向に沿って複数（例えば、２個）のパッドを配置し、下半部キャリアリング（本体下半部）の半径方向内側に、周方向に沿って複数（例えば、２個）のパッドを配置）するとともに、各パッドの両端部にそれぞれ１個ずつ、合計８個の給油ノズルを配置したジャーナル軸受が提案されている。
　しかしながら、このようなジャーナル軸受では、荷重を受けない（荷重の掛からない）上半部キャリアリングに取り付けられた給油ノズルからも潤滑油が放出（供給）されるため、給油量過多になり易く、ロータ軸（回転軸）の外周面とパッドの内周面との間における攪拌損失が増大し、軸受損失が増大してしまうといった問題点があった。
　本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、回転軸の外周面とパッドの内周面との間に放出（供給）される潤滑油量を減少させることができ、回転軸の外周面とパッドの内周面との間における攪拌損失を減少させることができて、軸受損失を減少させることができるジャーナル軸受を提供することを目的とする。
　本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
　本発明に係るジャーナル軸受は、回転軸を回転可能に軸受け支持するジャーナル軸受であって、上半部キャリアリングおよび下半部キャリアリングを備えたキャリアリングと、前記下半部キャリアリングの半径方向内側に間隔をあけて配置され、前記回転軸の荷重を受ける複数のパッドと、各パッドの周方向における両端部にそれぞれ配置されて、各パッドの周方向への移動を拘束する複数のパッドストップとを備え、前記パッドストップのうち、前記回転軸の軸回転方向において最も後側に位置するパッドストップ以外のパッドストップは、前記回転軸の外周面と前記パッドの内周面との間に潤滑油を放出する給油ノズルとしての機能を備えている。
　本発明に係るジャーナル軸受によれば、回転軸の外周面とパッドの内周面との間に潤滑油を放出（供給）する給油ノズルとしての機能を有するパッドストップが従来の半数以下になり、回転軸の外周面とパッドの内周面との間に放出（供給）される潤滑油量が減少する（例えば、３５％減少する）ことになる。
　これにより、回転軸の外周面とパッドの内周面との間における攪拌損失を減少させることができ、軸受損失を減少させることができる。
　上記ジャーナル軸受において、給油ノズルとしての機能を備えたパッドストップからは、同量の潤滑油が放出されるように構成されているとさらに好適である。
　このようなジャーナル軸受によれば、パッドストップ（給油ノズル）毎に油量を調整（設定）する必要がないので、構成および構造の簡略化を図ることができて、製造コストの低減化を図ることができる。
　上記ジャーナル軸受において、回転軸の軸回転方向において最も後側に位置するパッドストップは、それ以外のパッドストップよりも少ない量の潤滑油を放出し、軸受内の潤滑油の減温をするように構成されているとさらに好適である。
　このようなジャーナル軸受によれば、供給する潤滑油量を全体として低減しつつ、油温度を低く抑え、軸受の健全性を保つことができる。
　本発明に係る回転機械は、回転軸の外周面とパッドの内周面との間に放出（供給）される潤滑油量を減少させる（例えば、３５％減少させる）ことができるジャーナル軸受を具備している。
　本発明に係る回転機械によれば、軸受け荷重が下方にのみ働く水平に設置された回転機械において、回転軸の外周面とパッドの内周面との間における攪拌損失を減少させることができ、軸受損失を減少させることができる。
　本発明によれば、回転軸の外周面とパッドの内周面との間に放出（供給）される潤滑油量を減少させることができ、回転軸の外周面とパッドの内周面との間における攪拌損失を減少させることができて、軸受損失を減少させることができるという効果を奏する。
本発明の一実施形態に係るジャーナル軸受の正面図である。 図１のＡ－Ａ矢視断面図である。 図１のＢ－Ｂ矢視断面図である。
　以下、本発明に係るジャーナル軸受の一実施形態について、図１から図３を参照しながら説明する。
　図１は本実施形態に係るジャーナル軸受の正面図、図２は図１のＡ－Ａ矢視断面図、図３は図１のＢ－Ｂ矢視断面図である。
　図１に示すように、ジャーナル軸受１０は、キャリアリング１１と、ガイドメタル１２と、複数（本実施形態では２個）のパッド１３と、複数（本実施形態では４個）の給油ノズル（パッドストップ）１４と、１個のパッドストップ（ストッパ）１５とを主たる要素として構成されたものである。
　キャリアリング１１は、上半部キャリアリング１６と、下半部キャリアリング１７とを備えており、上半部キャリアリング１６と下半部キャリアリング１７とは、ジョイントボルト（図示せず）を介して結合されている。
　ガイドメタル１２は、図２に示すように、軸方向に２つ並んで配置されており、図１および図２に示すように、その外周面が上半部キャリアリング１６の内周面と接するようにして、上半部キャリアリング１６の半径方向内側にボルト（図示せず）を介して固定されている。このガイドメタル１２は、ロータ軸（回転軸）２０の荷重を支えるものではなく、単にロータ軸２０の飛び上がりを防ぐだけのものである。
　図１に示すように、パッド１３は、ロータ軸２０の軸回転方向前側に位置する上流側パッド１３ａと、ロータ軸２０の軸回転方向後側に位置する下流側パッド１３ｂとを備えている。上流側パッド１３ａおよび下流側パッド１３ｂは、周方向に沿って並んで配置されており、例えば、Ｗ８７（ホワイトメタル）やＳ２５Ｃで作られている。また、上流側パッド１３ａおよび下流側パッド１３ｂは、その外周面が下半部キャリアリング１７の内周面と接するとともに、上流側パッド１３ａと下流側パッド１３ｂとの間に、所定の隙間が形成される（設けられる）ようにして、下半部キャリアリング１７の半径方向内側に取り付けられている。これらのパッド１３ａ，１３ｂは、ティルティング機構を有する。
　給油ノズル１４は、例えば、底面の側から供給された潤滑油を、ロータ軸２０（図２参照）の外周面とパッド１３の内周面との間に放出（供給）するものであり、ガイドメタル１２の一端部（ロータ軸２０の軸回転方向後側に位置する下流側の端部）に配置された（第１の）給油ノズル１４ａと、上流側パッド１３ａの両端部（ロータ軸２０の軸回転方向前側に位置する上流側の端部およびロータ軸２０の軸回転方向後側に位置する下流側の端部）に配置された（第２の）給油ノズル１４ｂおよび（第３の）給油ノズル１４ｃと、下流側パッド１３ｂの一端部（ロータ軸２０の軸回転方向前側に位置する上流側の端部）に配置された（第４の）給油ノズル１４ｄとを備えている。そして、本実施形態において、各給油ノズル１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄからは同量の潤滑油が放出されるように、すなわち、各給油ノズル１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄから全体流量の２５％に相当する潤滑油が等しく供給されるようになっている。
　給油ノズル１４ｂ，１４ｃ，１４ｄはそれぞれ、パッドストップ（ストッパ）としての機能を有しており、上流側パッド１３ａは、給油ノズル１４ｂ，１４ｃにより周方向への移動が拘束（制限）され、下流側パッド１３ｂは、給油ノズル１４ｄ，パッドストップ１５により周方向への移動が拘束（制限）されるようになっている。
　また、上流側パッド１３ａおよび下流側パッド１３ｂの軸方向への移動は、止めネジ（図示せず）を介して下半部キャリアリング１７の両端面に固定されたサイドプレート２２により拘束（制限）されるようになっている。
　なお、給油ノズルはパッドストップと一体に構成されているものに限らず、給油ノズルとパッドストップは近接して別の構造体として構成されているものも含まれる。
　本実施形態に係るジャーナル軸受１０によれば、ロータ軸２０の外周面とパッド１３の内周面との間に潤滑油を放出する給油ノズル１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄが、ガイドメタル１２の一端部、上流側パッド１３ａの両端部、および下流側パッド１３ｂの一端部のみに配置されており、給油ノズル１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄが従来の半数以下になり、ロータ軸２０の外周面とパッド１３の内周面との間に放出される潤滑油量が減少する（例えば、３５％減少する）ことになる。
　これにより、ロータ軸２０の外周面とパッド１３の内周面との間における攪拌損失を減少させることができ、軸受損失を減少させることができる。
　また、本実施形態に係るジャーナル軸受１０によれば、各給油ノズル１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄからは同量の潤滑油が放出されるようになっている。
　これにより、給油ノズル１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ毎に油量を調整（設定）する必要がないので、構成および構造の簡略化を図ることができて、製造コストの低減化を図ることができる。
　なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種変更・変形が可能である。
　例えば、給油ノズル１４ａをなくして（省略して）、給油ノズル１４ｂから全体流量の５０％に相当する潤滑油が供給されるようにしてもよい。
　また、パッドストップ１５は、潤滑油量を減らすため給油しない構成としている。しかしながら、パッドストップ１５に、給油ノズルを設け、給油することもできる。このような構成とすることにより、油の温度が低下する減温スプレーとして利用することができる。
１０　　ジャーナル軸受
１１　　キャリアリング
１３　　パッド
１３ａ　上流側パッド（パッド）
１３ｂ　下流側パッド（パッド）
１４　　給油ノズル（パッドストップ）
１４ａ　給油ノズル（パッドストップ）
１４ｂ　給油ノズル（パッドストップ）
１４ｃ　給油ノズル（パッドストップ）
１４ｄ　給油ノズル（パッドストップ）
１５　　パッドストップ
１６　　上半部キャリアリング
１７　　下半部キャリアリング
２０　　ロータ軸（回転軸）

Claims (4)

  1. 　回転軸を回転可能に軸受け支持するジャーナル軸受であって、
    　上半部キャリアリングおよび下半部キャリアリングを備えたキャリアリングと、前記下半部キャリアリングの半径方向内側に間隔をあけて配置され、前記回転軸の荷重を受ける複数のパッドと、各パッドの周方向における両端部にそれぞれ配置されて、各パッドの周方向への移動を拘束する複数のパッドストップとを備え、
    　前記パッドストップのうち、前記回転軸の軸回転方向において最も後側に位置するパッドストップ以外のパッドストップは、前記回転軸の外周面と前記パッドの内周面との間に潤滑油を放出する給油ノズルとしての機能を備えているジャーナル軸受。
  2. 　給油ノズルとしての機能を備えたパッドストップからは、同量の潤滑油が放出されるように構成されている請求項１に記載のジャーナル軸受。
  3. 　前記回転軸の軸回転方向において最も後側に位置するパッドストップは、それ以外のパッドストップよりも少ない量の潤滑油を放出し、軸受内の潤滑油の減温をする請求項１または２に記載のジャーナル軸受。
  4. 　請求項１乃至３に記載のジャーナル軸受を備えている回転機械。
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